Snabba beräkningar av elastisk proton-neutronspridning med en grafikprocessor
Typ
Examensarbete för kandidatexamen
Program
Publicerad
2021
Författare
Brusewitz, Erik
Körner, Alexander
Löfving, Joseph
Olvhammar, Hanna
Weddig Karlsson, Alfred
Modellbyggare
Tidskriftstitel
ISSN
Volymtitel
Utgivare
Sammanfattning
För att beskriva den starka kärnkraften med effektiv fältteori krävs noggrann kalibrering
av kopplingskonstanterna i motsvarande potentialmodeller. Det ger upphov till ett flerdimensionellt
inferensproblem som i sin tur kräver snabba numeriska beräkningar. Vi har
därför undersökt möjligheten att genomföra effektiva beräkningar av spridningsfasskift genom
att lösa Lippmann-Schwingerekvationen för elastisk proton-neutronspridning på en
grafikprocessor (GPU). För att utnyttja parallelliseringsförmågan hos en GPU används
gränssnittet CUDA i C++. Den numeriska lösningsmetoden, som baseras på upprepad
lösning av en matrisekvation, har redan implementerats på en centralprocessor (CPU).
Därför jämförs den totala exekveringstiden för CPU- och GPU-programmen, såväl som
exekveringstiden per beräknat fasskift. Vi fann att GPU-programmet är snabbare än
CPU-programmet vid beräkning av många fasskift samtidigt och att det därför finns goda
möjligheter för mer effektiv kalibrering av kopplingskonstanterna med en GPU. Koden
för att beräkna potentialmodellen är skriven för en CPU och har inte utvecklats i det
här projektet. För att öka effektiviteten i våra GPU-beräkningar krävs dock effektivare
hantering av potentialen. Vi drar slutsatsen att fortsatt optimering av vår GPU-kod samt
anpassning för specifik hårdvara, som grafikkortet Nvidia Tesla V100, kan möjliggöra ännu
snabbare beräkningar av elastisk proton-neutronspridning och därmed bidra till framsteg
för att beskriva den starka kärnkraften.
Beskrivning
Ämne/nyckelord
Lippmann-Schwinger , nukleon-nukleonspridning , växelverkan , starka kärnkraften , CUDA , GPU , parallellisering